Vitaworks軟件CT影像三維重建及手術(shù)規(guī)劃在早期非小細(xì)胞肺癌胸腔鏡肺段切除術(shù)中的應(yīng)用

張智強(qiáng)，丁彥光，夏宏偉，袁軍，楊軻

復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院青浦分院胸外科，上海 201700

在我國(guó)，肺癌依舊是發(fā)病率和病死率最高的惡性腫瘤［1］。對(duì)于早期肺癌，手術(shù)是首選治療方式，其中解剖性肺葉切除術(shù)+淋巴結(jié)清掃術(shù)是標(biāo)準(zhǔn)術(shù)式。對(duì)于早期肺癌，胸腔鏡下肺段切除術(shù)與開胸肺葉切除術(shù)效果相當(dāng)［2］。胸腔鏡下肺段切除術(shù)除了要熟練掌握胸腔鏡基本技能外，還要掌握肺段的解剖結(jié)構(gòu)。應(yīng)用三維重建技術(shù)能夠顯著縮短胸腔鏡下肺段切除術(shù)的學(xué)習(xí)曲線時(shí)間，提高手術(shù)安全性［3］。我們應(yīng)用Vitaworks軟件三維重建同時(shí)進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃，指導(dǎo)胸腔鏡下肺段切除術(shù)，取得良好效果，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料選擇2019年1月—2022年6月在復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院青浦分院胸外科行胸腔鏡下肺段切除術(shù)的早期非小細(xì)胞肺癌患者57例。納入標(biāo)準(zhǔn)：胸部CT提示直徑≤2 cm的周圍性病變；磨玻璃成分≥50%的密度影；經(jīng)隨訪病變倍增時(shí)間≥400 d；臨床分期為0～ⅠA2期；病理證實(shí)為原發(fā)性肺惡性腫瘤，手術(shù)應(yīng)保障切緣≥2 cm，或≥病灶直徑。排除標(biāo)準(zhǔn)：術(shù)前有放化療史；合并臟器功能不全、無法耐受手術(shù)；有胸腔鏡手術(shù)禁忌證；術(shù)后病理提示為良性病變者。根據(jù)術(shù)前是否行Vitaworks軟件三維重建及手術(shù)規(guī)劃分為重建規(guī)劃組和常規(guī)手術(shù)組。重建規(guī)劃組31例，男13例、女18例，年齡（56.6±12.3）歲；常規(guī)手術(shù)組26例，男11例、女15例，年齡（58.8±13.1）歲。兩組性別、年齡、病變部位、肺段類型、病理分型、病理分期等資料差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＞0.05）。見表1。兩組患者對(duì)本研究知情同意，并簽署知情同意書。

表1 兩組臨床資料比較（例）

1.2 Vitaworks軟件三維重建與手術(shù)規(guī)劃重建規(guī)劃組術(shù)前利用Vitaworks軟件進(jìn)行CT影像三維重建及手術(shù)規(guī)劃。術(shù)前完成胸部CT薄層掃描后，導(dǎo)出Dicom格式的CT數(shù)據(jù)，導(dǎo)入Vitaworks圖像系統(tǒng)，進(jìn)行影像數(shù)據(jù)識(shí)別、組織提取和分割，并對(duì)肺血管、氣管、支氣管等結(jié)構(gòu)進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別、追蹤，完成對(duì)肺動(dòng)靜脈、氣管支氣管和肺葉的三維重建，分別用不同顏色進(jìn)行標(biāo)記。見OSID碼圖1。完成三維重建后，通過Vitaworks軟件的計(jì)算機(jī)客戶端或手機(jī)App觀察病變所在部位，明確病變所屬肺葉和所在肺段的動(dòng)靜脈和支氣管分支的數(shù)量、走行、變異情況及與周圍組織器官的關(guān)系。模擬對(duì)靶血管、靶支氣管、靶段平面的切割、分離、顯隱等操作，進(jìn)行術(shù)前模擬演練，完成手術(shù)規(guī)劃。

1.3 手術(shù)方式 兩組均在雙腔氣管插管全麻胸腔鏡下完成肺段切除+淋巴結(jié)清掃或采樣。麻醉成功后，取患者健側(cè)臥位，常規(guī)消毒鋪巾，行單操作孔手術(shù)。主操作孔選擇腋前線第4或第5肋間，切口長(zhǎng)4～5 cm，次操作孔選擇第5或第6肋間，切口長(zhǎng)1～2 cm。常規(guī)手術(shù)組先打開縱隔胸膜或葉間裂，離斷靶段動(dòng)靜脈、靶段支氣管，保留段間靜脈；應(yīng)用膨肺萎陷法確定段間平面，然后提起段門，用直線切割縫合器沿段平面離斷靶肺段，常規(guī)清掃段間淋巴結(jié)，一并送快速冰凍；病理提示惡性病變者常規(guī)行肺門及縱隔淋巴結(jié)采樣或清掃，如果切緣陽性或段間淋巴結(jié)陽性，改行肺葉切除術(shù)+肺門及縱隔淋巴結(jié)采樣或清掃。重建規(guī)劃組參閱胸部CT、三維重建圖像及術(shù)前規(guī)劃的手術(shù)方案行術(shù)中導(dǎo)航，明確病變所在靶位、需要處理的靶段、需要處理的目標(biāo)血管和支氣管，按照術(shù)前規(guī)劃及模擬方案進(jìn)行手術(shù)。手術(shù)完成后，麻醉師吸痰膨肺，修補(bǔ)肺漏氣，止血。常規(guī)留置胸腔引流管1根。見OSID碼圖2。

1.4 術(shù)后處理兩組術(shù)后第1天常規(guī)復(fù)查胸片，當(dāng)引流量少于150 mL/d、肺復(fù)張良好、無肺漏氣情況時(shí)拔除胸腔引流管。拔管后觀察1～2 d，如體溫正常，無明顯咳嗽咳痰等呼吸道癥狀，復(fù)查血常規(guī)、肝腎功能等指標(biāo)正常，則通知出院。

1.5 觀察指標(biāo)記錄兩組手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量和淋巴結(jié)清掃個(gè)數(shù)。記錄術(shù)后1～3 d引流量、拔管時(shí)間和術(shù)后住院時(shí)間。根據(jù)臨床表現(xiàn)和輔助檢查評(píng)估患者肺段切除手術(shù)相關(guān)并發(fā)癥情況，主要包括有無咯血、持續(xù)7 d以上的肺漏氣和肺部感染。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件。符合正態(tài)或近似正態(tài)分布的計(jì)量資料以±s表示，采用t檢驗(yàn)，方差不齊的資料比較采用秩和檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以例（%）表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組圍手術(shù)期指標(biāo)比較重建規(guī)劃組均成功完成對(duì)肺血管、氣管支氣管和肺葉的三維重建，完成術(shù)前模擬演練及手術(shù)規(guī)劃。兩組均順利完成胸腔鏡下肺段切除術(shù)，無圍手術(shù)期死亡病例。重建規(guī)劃組的手術(shù)時(shí)間、拔管時(shí)間和術(shù)后住院時(shí)間短于常規(guī)手術(shù)組，術(shù)中出血量和術(shù)后1～3 d總引流量少于常規(guī)手術(shù)組（P均＜0.05）。兩組淋巴結(jié)清掃個(gè)數(shù)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表2。

表2 兩組圍手術(shù)期指標(biāo)比較（±s）

表2 兩組圍手術(shù)期指標(biāo)比較（±s）

注：與常規(guī)手術(shù)組相比，*P＜0.05。

組別重建規(guī)劃組常規(guī)手術(shù)組n 31 26手術(shù)時(shí)間（min）130.4±34.5*152.1±33.8術(shù)中出血量（mL）96.8±56.1*139.2±67.0淋巴結(jié)清掃個(gè)數(shù)（個(gè)）4.6±2.3 4.3±2.1術(shù)后1～3 d引流量（mL）352.5±212.0*468.5±195.8拔管時(shí)間（d）4.1±1.7*6.0±4.5術(shù)后住院時(shí)間（d）6.4±2.0*8.5±3.1

2.2 兩組手術(shù)相關(guān)并發(fā)癥比較重建規(guī)劃組術(shù)后發(fā)生咯血1例、肺部感染2例、持續(xù)7 d以上的肺漏氣2例，并發(fā)癥發(fā)生率為16.1%（5/31）；常規(guī)手術(shù)組術(shù)后發(fā)生咯血1例、肺部感染1例、持續(xù)7 d以上的肺漏氣3例、乳糜胸1例，并發(fā)癥發(fā)生率為23.1%（6/26）。兩組并發(fā)癥發(fā)生率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＞0.05）。

3 討論

近年來，胸部CT檢查普遍應(yīng)用于早期肺癌篩查，臨床上因篩查發(fā)現(xiàn)的肺結(jié)節(jié)也越來越多。對(duì)于小于2 cm的高危肺部結(jié)節(jié)，解剖性肺段切除術(shù)是首選治療方式［4］。另外，老年患者多有合并癥且肺功能減退，標(biāo)準(zhǔn)肺葉切除術(shù)很難應(yīng)用于老齡肺癌患者。對(duì)于該類人群，解剖性肺段切除術(shù)能夠在精準(zhǔn)切除病灶的同時(shí)，最大程度地保留正常肺功能，提高患者術(shù)后生活質(zhì)量［5-6］。越來越多的證據(jù)表明，亞肺葉切除術(shù)尤其是肺段切除術(shù)是一種更符合肺部解剖特點(diǎn)的手術(shù)方法，在小于2 cm的早期非小細(xì)胞肺癌患者中能夠達(dá)到與肺葉切除術(shù)相似的結(jié)果［7-8］。新近研究結(jié)果顯示，對(duì)于直徑小于2 cm、實(shí)性成分占比＞0.5的ⅠA期周圍型非小細(xì)胞肺癌，采用肺段切除術(shù)在遠(yuǎn)期生存率方面優(yōu)于肺葉切除術(shù)，推薦將肺段切除術(shù)作為該人群的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)式［9］。

鑒于肺段動(dòng)靜脈和段支氣管變異較多，肺段切除術(shù)的手術(shù)難度較肺葉切除術(shù)明顯增加，術(shù)中容易導(dǎo)致出血、誤傷、誤斷等情況，增加手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)［10-11］。三維重建是應(yīng)用三維重建軟件，將二維的CT斷層圖像經(jīng)提取分割處理后，構(gòu)建三維立體圖像，能將組織結(jié)構(gòu)、病變部位在體外通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行重現(xiàn)。目前最常用的三維重建軟件有mimics、deepinsight等［12-13］。以往三維重建研究主要集中在骨科、頜面外科等領(lǐng)域［14-15］，但隨著胸腔鏡解剖性肺段切除術(shù)的推廣，越來越多的胸外科醫(yī)生應(yīng)用三維重建軟件進(jìn)行術(shù)前三維重建+模擬手術(shù)。通過三維重建，手術(shù)醫(yī)生可直觀地觀察肺段解剖結(jié)構(gòu)，分辨出需要處理的靶段動(dòng)脈、靶段支氣管和靶段靜脈；對(duì)于變異的結(jié)構(gòu)和血管走行，也能在術(shù)前及時(shí)發(fā)現(xiàn)，避免術(shù)中誤傷，節(jié)省手術(shù)時(shí)間［16］。另外，對(duì)于復(fù)雜的肺段，包括聯(lián)合段切、段+亞段切除、聯(lián)合亞段切除，三維重建能夠縮短手術(shù)時(shí)間、減少術(shù)中失血量、降低學(xué)習(xí)曲線時(shí)間［17］。

本研究所使用的Vitaworks圖像分析處理系統(tǒng)能夠智能識(shí)別CT影像數(shù)據(jù)，完成對(duì)血管、氣管的提取分割重建，同時(shí)可以自動(dòng)追蹤識(shí)別、提取變異的支氣管和血管，完成術(shù)前病情診斷、手術(shù)可行性評(píng)估和手術(shù)方案規(guī)劃，避免人眼讀片和單純?nèi)斯とS重建帶來的誤差。Vitaworks圖像分析系統(tǒng)還可對(duì)胸部增強(qiáng)CT和平掃CT兩種不同的數(shù)據(jù)采用不同的算法，進(jìn)行自動(dòng)化識(shí)別和拆分動(dòng)靜脈。在手術(shù)過程中，Vitaworks圖像分析系統(tǒng)同時(shí)擁有計(jì)算機(jī)程序和手機(jī)App兩種不同的客戶端，便于在三維重建后完成術(shù)前規(guī)劃及術(shù)中導(dǎo)航。本研究中，重建規(guī)劃組患者均完成術(shù)前三維重建及手術(shù)規(guī)劃，與常規(guī)手術(shù)組相比，術(shù)前行三維重建及手術(shù)規(guī)劃能夠顯著減少手術(shù)時(shí)間，減少術(shù)中出血量，同時(shí)能夠減少術(shù)后1～3 d引流量，縮短胸管留置時(shí)間及術(shù)后住院時(shí)間。有學(xué)者認(rèn)為，基于deepinsight軟件的術(shù)前三維重建及術(shù)前規(guī)劃開展肺段切除術(shù)，能夠精確識(shí)別和解剖段支氣管、段血管和段間分界，最終實(shí)現(xiàn)完全解剖學(xué)的肺段切除術(shù)，減少手術(shù)并發(fā)癥，降低手術(shù)難度，縮短學(xué)習(xí)曲線［18］。陳剛等［19］的研究也證實(shí)，基于三維重建的個(gè)體化胸腔鏡解剖性肺段切除術(shù)具有較高的精確性及安全性，可縮短術(shù)后住院時(shí)間，對(duì)于直徑≤2 cm的外周型磨玻璃樣肺結(jié)節(jié)患者具有較好的應(yīng)用價(jià)值。

總之，基于Vitaworks軟件的三維重建及手術(shù)規(guī)劃能夠達(dá)到對(duì)肺段靶段動(dòng)脈、靶段支氣管、靶段靜脈的精準(zhǔn)解剖和判斷，能夠縮短手術(shù)時(shí)間，減少術(shù)中出血和術(shù)后引流量，縮短胸管留置時(shí)間及術(shù)后住院時(shí)間，有助于肺段的精準(zhǔn)切除，提高手術(shù)準(zhǔn)確率及安全性，有利于胸腔鏡肺段切除術(shù)在基層醫(yī)院的推廣［20］。